JP2007028760A - Manufacturing method for stator core of claw pole motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円環状のフランジと、フランジの内周から折れ曲がりフランジ面に対して直交するフランジ中心軸に沿う極歯と、を有する固定子鉄心片を製造するクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法に関し、特に極歯の折り曲げ精度を向上させる方法に関する。 The present invention relates to a stator core of a claw pole motor that manufactures a stator core piece having an annular flange and pole teeth that are bent from the inner periphery of the flange and are perpendicular to the flange center axis. More particularly, the present invention relates to a method for improving the bending accuracy of pole teeth.
ステッピングモータの固定子鉄心には、例えば電磁鋼板から打ち抜きされた鉄心片を複数枚積層してなる積層固定子鉄心の他に、下記特許文献1で開示されているクローポール型モータの固定子鉄心があり、このクローポール型モータはパソコンやプリンタ等に利用されている。 The stator core of the stepping motor includes, for example, a laminated stator core formed by laminating a plurality of core pieces punched from electromagnetic steel sheets, and a stator core of a claw pole type motor disclosed in Patent Document 1 below. This claw pole type motor is used in personal computers and printers.
図7および図8に示すように、クローポール型モータに使用される固定子鉄心片1は、円環状板(フランジ)11の内径方向に突出した複数の極歯12を、フランジ面に対して直交するフランジ中心軸(回転子設置軸)Cの方向に折り曲げて固定子鉄心片10を形成し、二つの固定子鉄心片10のフランジ中心軸を一致させた状態において互いの極歯12同士を噛合し、各極歯12間の隙間に図示しない樹脂を充填することによって形成される。さらに、噛合された極歯12によって形成された固定子鉄心1の筒状の部分にコイルを巻線することによって固定子が製造される。
ところで、クローポール型モータは製造コストを下げ得る利点があるが、次のような問題もある。 By the way, the claw pole type motor has the advantage of reducing the manufacturing cost, but also has the following problems.
すなわち、固定子鉄心片の形成においては、極歯の曲げ角度を直角にすべく、極歯をフランジ中心軸の方向に折り曲げるのであるが、実際には鉄心片材料のスプリングバックや、打ち抜き加工、曲げ加工等による内部残留応力によって各極歯の折り曲げ角度がばらつき、極歯の位置精度が劣化する(図7(b)極歯12′参照)。この結果、固定子鉄心の個々の極歯と、固定子鉄心の内側に配置される回転子鉄心とのギャップが一定にならなくなり、クローポール型モータのモータ特性の低下を招来する不都合があった。 That is, in the formation of the stator core piece, the pole teeth are bent in the direction of the flange central axis in order to make the bending angle of the pole teeth a right angle. The bending angle of each pole tooth varies due to internal residual stress caused by bending or the like, and the position accuracy of the pole tooth is deteriorated (see pole tooth 12 'in FIG. 7B). As a result, the gap between the individual pole teeth of the stator core and the rotor core disposed inside the stator core does not become constant, resulting in inconvenience that the motor characteristics of the claw pole motor are deteriorated. .
また、ステップ角度を小さくするためには、極歯数を多くする必要があるが、極歯数を増やすと極歯の幅は細くなり、折り曲げの際にフランジの内周方向に位置ずれが生じ易くなる。こうした極歯を有する固定子鉄心片を用いて固定子鉄心を製造すると、隣接する極歯同士の隙間の間隔が一定にならなくなるため、この固定子鉄心を備えたクローポール型モータのステップ角度も一定にならなくなる。換言すると、ステップ角度を一定にするためには、クローポール型モータの極歯にはフランジの内周方向に位置ずれしない程度の幅が必要であるということになる。このため、クローポール型モータのステップ角度を小さくすることができなくなり、モータ特性の低下を招くおそれがあった。 In order to reduce the step angle, it is necessary to increase the number of pole teeth. However, if the number of pole teeth is increased, the width of the pole teeth becomes narrower, and a displacement occurs in the inner circumferential direction of the flange during bending. It becomes easy. If a stator core is manufactured using a stator core piece having such pole teeth, the gap between adjacent pole teeth will not be constant, so the step angle of the claw pole motor equipped with this stator core will also be It will not be constant. In other words, in order to make the step angle constant, the pole teeth of the claw pole type motor need to have a width that does not shift in the inner circumferential direction of the flange. For this reason, the step angle of the claw pole type motor cannot be reduced, and the motor characteristics may be deteriorated.
本発明はこうした実状に鑑みて為されたものであり、クローポール型モータの固定子鉄心片のフランジに対する極歯の折り曲げ精度の向上を可能とし、以てクローポール型モータのモータ特性を向上させることが可能となる方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can improve the accuracy of bending the pole teeth with respect to the flange of the stator core piece of the claw pole type motor, thereby improving the motor characteristics of the claw pole type motor. It is an object to provide a method that makes it possible.
上記目的を達成するべく、請求項1の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法は、円環状のフランジと、前記フランジの内周から折れ曲がり、フランジ面に対して直交するフランジ中心軸に沿う極歯と、を有する固定子鉄心片を製造するクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記フランジの内径方向に突出する複数の極歯を形成する工程と、前記極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成する工程と、前記折り曲げ補助加工部を起点として、前記極歯を前記フランジ中心軸方向に折り曲げる工程と、鉄心片材料から前記フランジを外形抜きする工程と、を含んで成ることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a stator core of a claw pole motor according to the invention of claim 1 includes an annular flange, a flange center bent from an inner periphery of the flange, and perpendicular to the flange surface. In a method of manufacturing a stator core of a claw pole type motor for manufacturing a stator core piece having a pole tooth along an axis, a step of forming a plurality of pole teeth protruding in an inner diameter direction of the flange, and the pole tooth Forming a bending assisting portion at the base end of the sheet, a step of bending the pole teeth in the direction of the center axis of the flange starting from the bending assisting portion, and a step of extracting the flange from the core piece material. It is characterized by comprising.
請求項2の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法は、請求項1の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記極歯を折り曲げる工程の後に、前記極歯がフランジ面に対して直角をなすように、前記極歯の基端部を押圧することを特徴とする。 A method of manufacturing a stator core of a claw pole type motor according to the invention of claim 2 is the method of manufacturing a stator core of a claw pole type motor according to the invention of claim 1, wherein after the step of bending the pole teeth, The base end portion of the pole teeth is pressed so that the pole teeth are perpendicular to the flange surface.
請求項3の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法は、請求項1または請求項2の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記折り曲げ補助加工部は、前記極歯の裏面または表裏面に当該極歯の全幅に亘って延在する溝であるか、または前記極歯の両側縁に周方向に沿って位置する切欠きであることを特徴とする。 A method of manufacturing a stator core of a claw pole type motor related to the invention of claim 3 is the method of manufacturing a stator core of a claw pole type motor related to the invention of claim 1 or claim 2, wherein the bending auxiliary processing portion is , A groove extending over the entire width of the pole tooth on the back surface or the front and back surfaces of the pole tooth, or a notch positioned along the circumferential direction on both side edges of the pole tooth. .
請求項4の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法は、請求項1または請求項2の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記折り曲げ補助加工部は、前記極歯の全幅に亘って延在する溝であると共に、前記フランジの内周方向における端部の深さが中央部の深さよりも深く形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a stator core for a claw pole motor according to the first or second aspect of the present invention. The groove extends over the entire width of the pole teeth, and the depth of the end portion in the inner circumferential direction of the flange is deeper than the depth of the central portion.
請求項1の発明の如く、極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成し、この折り曲げ補助加工部を起点として極歯を折り曲げると、極歯をフランジ面に対して直角に且つフランジの内周方向に位置ずれすることなく精度よく折り曲げることができる。このため、極歯のばらつきが抑えられ、固定子鉄心と回転子鉄心とのギャップを一定にすることが可能となる。さらに、固定子鉄心片の組み合わせ精度が高くなるため、固定子鉄心片を組み合わせて固定子鉄心を製造すると、隣接する極歯同士の隙間の間隔は一定になる。したがって、固定子鉄心の極歯を細くして極歯数を多くすることができるため、ステップ角度を小さくすることが可能となる。すなわち、クローポール型モータの特性を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when a bending auxiliary processing portion is formed at the base end portion of the pole tooth, and the pole tooth is bent starting from the bending auxiliary processing portion, the pole tooth is perpendicular to the flange surface and the flange tooth. It can be bent with high accuracy without being displaced in the inner circumferential direction. For this reason, the dispersion | variation in a pole tooth is suppressed and it becomes possible to make the gap of a stator iron core and a rotor iron core constant. Furthermore, since the combination accuracy of the stator core pieces is increased, when the stator core pieces are manufactured by combining the stator core pieces, the gap between adjacent pole teeth becomes constant. Therefore, since the number of pole teeth can be increased by narrowing the pole teeth of the stator core, the step angle can be reduced. That is, the characteristics of the claw pole type motor can be improved.
また、請求項2の発明の如く、極歯を折り曲げた後に、極歯の基端部を押圧すると、スプリングバックや、打ち抜き加工、曲げ加工等による内部残留応力に起因して極歯に変形が生じたとしても、極歯をフランジ面に対して直角に矯正できるため、固定子鉄心片の精度が向上する。すなわち、クローポール型モータの特性をさらに向上させることができる。 Further, as in the invention of claim 2, when the base end portion of the pole tooth is pressed after the pole tooth is bent, the pole tooth is deformed due to an internal residual stress caused by springback, punching, bending, or the like. Even if it occurs, since the pole teeth can be corrected at right angles to the flange surface, the accuracy of the stator core piece is improved. That is, the characteristics of the claw pole type motor can be further improved.
また、請求項3の発明の如く、折り曲げ補助加工部を、極歯の裏面または表裏面に当該極歯の全幅に亘って延在する溝であるか、または極歯の両側縁に周方向に沿って位置する切欠きとすることによって、固定子鉄心片の形成が容易になされ、極歯の直角折り曲げ精度を向上させることができる。すなわち、クローポール型モータの特性をさらに向上させることができる。 Further, as in the invention of claim 3, the bending auxiliary processing portion is a groove extending over the entire width of the pole tooth on the back surface or front and back surfaces of the pole tooth, or circumferentially on both side edges of the pole tooth. By forming the notch located along the stator core, the stator core piece can be easily formed, and the right-angle bending accuracy of the pole teeth can be improved. That is, the characteristics of the claw pole type motor can be further improved.
また、請求項4の発明の如く、溝の両端部を中央部よりも深くすると、溝を起点として極歯を折り曲げたときに、中央部で生ずる肉余り分の鉄心片材料を両端部に逃げることにより、極歯の直角折り曲げ精度がさらに向上する。すなわち、クローポール型モータの特性を向上させることができる。 Further, when both end portions of the groove are made deeper than the central portion as in the invention of claim 4, when the pole teeth are bent starting from the groove, the excess core piece material generated in the central portion escapes to both end portions. This further improves the right-angle bending accuracy of the pole teeth. That is, the characteristics of the claw pole type motor can be improved.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1(a)は、極歯を折り曲げる前のクローポール型モータの固定子鉄心片10を表面側から眺めた状態を示している。同図1(a)で示すように、固定子鉄心片10は、円環状のフランジ11と、フランジ11の内径方向に突出する複数の極歯12とを有する。各極歯12の基端部12aにおける裏面側には、折り曲げ補助加工部としての溝13が形成されており、この溝13は極歯12の全幅に亘り且つフランジ11の内周方向に沿って延在し、極歯12の長手方向における溝13の断面形状は矩形形状を呈している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Fig.1 (a) has shown the state which looked at the
また、上記固定子鉄心片10は、加工ステーションA〜Eを有する順送り金型装置において、帯状鋼板(鉄心片材料)Wに極歯12を形成した後に、フランジ11を外形抜きすることで製造される。
In addition, the
以下では、図2を用いて、固定子鉄心片10の製造工程を順を追って説明する。
Below, the manufacturing process of the
先ず、加工ステーションAにおいて、帯状鋼板Wの中央孔抜きをした後に、加工ステーションBにおいて、フランジ11の内周に複数の極歯12を打ち抜き形成する。因みに、中央孔抜きと、極歯12の打ち抜きとを同時に行うようにしてもよい。
First, at the processing station A, after punching the central hole of the strip steel plate W, at the processing station B, a plurality of
次いで、加工ステーションCにおいて、コイニング等によって各極歯12の基端部12aに溝13を形成した後に、加工ステーションDにおいて、後述する如く各極歯12をフランジ中心軸方向に折り曲げ形成する。
Next, after forming the
なお、溝13を形成するコイニング等は、帯状鋼板Wの中央孔抜きの後であって、極歯12の形成前に行うようにしてもよい。
In addition, coining etc. which form the groove |
すなわち、加工ステーションDにおいて、各極歯12を折り曲げる際には、図3(a)で示すように、極歯12の基端部12aに形成された溝13を、ダイ31に設けられた孔31aの開口に沿わせて設置し、ストリッパ32で帯状鋼板W(フランジ11)の表面側を押さえ、パンチ33を下降動作させて各極歯12をダイ31に設けられた孔31aの内側に押し込んでいく。
That is, when bending each
このとき、極歯12の基端部12aには折り曲げ補助加工部としての溝13が形成されており、極歯12は溝13を起点として容易に折れ曲がるため、図3(b)で示すように極歯12がフランジ11に対してほぼ直角に精度よく折り曲げられる。また、極歯12はダイ31に設けられた孔31aに押し込まれる際に溝13にガイドされながら折り曲げられるので、極歯12はフランジ11の内周方向にずれることなく正確且つ容易に折り曲げられることとなる。
At this time, a
加工ステーションDにおいて極歯12を折り曲げた後、加工ステーションEにおいて、帯状鋼板Wからフランジ11を外形抜きする。以上の工程を経て、固定子鉄心片10の製造は終了する。
After bending the
因みに、上述した如く、二つの固定子鉄心片10のフランジ中心軸を一致させた状態において互いの極歯12同士を噛合し、各極歯12間の隙間に樹脂を充填することによって固定子鉄心が製造される。さらに、噛合された極歯12によって形成された固定子鉄心の筒状の部分にコイルを巻線することによって固定子が製造される。
Incidentally, as described above, the stator cores are obtained by meshing the
以上で説明したように、極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成し、この折り曲げ補助加工部を起点として極歯を折り曲げると、極歯をフランジ面に対して直角に且つフランジの内周方向に位置ずれすることなく精度よく折り曲げることができる。このため、極歯のばらつきが抑えられ、固定子鉄心と回転子鉄心とのギャップを一定にすることが可能となる。さらに、固定子鉄心片の組み合わせ精度が高くなるため、固定子鉄心片を組み合わせて固定子鉄心を製造すると、隣接する極歯同士の隙間の間隔は一定になる。したがって、固定子鉄心の極歯を細くして極歯数を多くすることができるため、ステップ角度を小さくすることが可能となる。すなわち、クローポール型モータの特性を向上させることができる。 As described above, when a bending assisting portion is formed at the base end portion of the pole tooth, and the pole tooth is bent starting from the bending assisting portion, the pole tooth is perpendicular to the flange surface and the inside of the flange. It can be bent with high accuracy without being displaced in the circumferential direction. For this reason, the dispersion | variation in a pole tooth is suppressed and it becomes possible to make the gap of a stator iron core and a rotor iron core constant. Furthermore, since the combination accuracy of the stator core pieces is increased, when the stator core pieces are manufactured by combining the stator core pieces, the gap between adjacent pole teeth becomes constant. Therefore, since the number of pole teeth can be increased by narrowing the pole teeth of the stator core, the step angle can be reduced. That is, the characteristics of the claw pole type motor can be improved.
ところで、上述した如く固定子鉄心片を形成した際、鉄心片材料の剛性が強いと、極歯を折り曲げたとしても鉄心片材料のスプリングバックによって固定子鉄心片に変形が生じる場合がある。このような不都合に対処するためには、極歯を折り曲げた後に極歯の基端部を押圧し固定子鉄心片の変形を矯正することが有効である。 By the way, when the stator core piece is formed as described above, if the rigidity of the core piece material is strong, even if the pole teeth are bent, the stator core piece may be deformed by the spring back of the core piece material. In order to cope with such an inconvenience, it is effective to correct the deformation of the stator core piece by pressing the base end portion of the pole tooth after bending the pole tooth.
すなわち、溝13を起点として極歯12を折り曲げたとしても、極歯12はスプリンバックに起因して図4(b)で示す破線の如く変形し、フランジ11に対して直角にならない場合がある。この状態において、極歯12の基端部12aを、図4(a)、(b)で示す矢印Aの如く極歯12の折り曲げ方向に押圧して、極歯12の基端部12aを僅かに変形させることによって、図4(b)で示す実線の如く極歯12を所定の曲げ姿勢に矯正する。なお、基端部12aの押圧は、極歯12を折り曲げた後であれば何時行ってもよい。
That is, even if the
かくして、極歯を折り曲げた後に、極歯の基端部を押圧すると、スプリングバックや、打ち抜き加工、曲げ加工等による内部残留応力に起因して極歯に変形が生じたとしても、極歯をフランジ面に対して直角に矯正できるため、固定子鉄心片の精度が向上する。すなわち、クローポール型モータの特性をさらに向上させることができる。 Thus, after bending the pole teeth, pressing the base end of the pole teeth will cause the pole teeth to be deformed even if the pole teeth are deformed due to internal residual stress due to springback, punching, bending, etc. Since it can be corrected at right angles to the flange surface, the accuracy of the stator core piece is improved. That is, the characteristics of the claw pole type motor can be further improved.
なお、図1(a)、(b)を用いて説明した実施例では、極歯12の長手方向における断面形状が矩形形状である溝13を形成したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。
In the embodiment described with reference to FIGS. 1A and 1B, the
すなわち、図5(a)で示すように、折り曲げ補助加工部としての溝13の断面形状をV字形状にしてもよい。要は、極歯12の基端部12aに溝が形成されていればよく、断面形状を特に限定する必要は無い。
That is, as shown in FIG. 5A, the cross-sectional shape of the
また、図5(b)で示すように、極歯12の基端部12aにおける表裏両面に折り曲げ補助加工部としての溝13、13を形成してもよい。また、図示しないが、極歯の基端部における表面側に折り曲げ補助加工部としての溝を形成してもよい。
Further, as shown in FIG. 5B,
また、図5(c)で示すように、極歯12の基端部12aにおける両側縁に、周方向に沿って位置する折り曲げ補助加工部としてのV字形状の切欠き14、14を形成してもよい。
Further, as shown in FIG. 5C, V-shaped
折り曲げ補助加工部を、極歯の裏面または表裏面に当該極歯の全幅に亘って延在する溝であるか、または極歯の両側縁に周方向に沿って位置する切欠きとすることによって、固定子鉄心片の形成が容易になされ、極歯の直角折り曲げ精度を向上させることができる。すなわち、クローポール型モータの特性をさらに向上させることができる。 By making the bending auxiliary processing portion a groove extending over the entire width of the pole tooth on the back surface or the front and back surfaces of the pole tooth, or by making a notch positioned along the circumferential direction on both side edges of the pole tooth The stator core pieces can be easily formed, and the right-angle bending accuracy of the pole teeth can be improved. That is, the characteristics of the claw pole type motor can be further improved.
さらに、図6で示すように、極歯12の全幅に亘り且つフランジ11の内周方向に沿って延在する溝13の深さを部分的に変えてもよい。溝13の両端部13a、13aは中央部13bよりも深く形成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the depth of the
溝の両端部を中央部よりも深くすると、溝を起点として極歯を折り曲げたときに、中央部で生ずる肉余り分の鉄心片材料を両端部に逃げることにより、極歯の直角折り曲げ精度がさらに向上する。すなわち、クローポール型モータの特性を向上させることができる。 When both ends of the groove are deeper than the center, when the pole teeth are bent starting from the groove, the excess core piece material generated at the center escapes to both ends, so that the right-angle bending accuracy of the pole teeth is improved. Further improve. That is, the characteristics of the claw pole type motor can be improved.
10…固定子鉄心片、11…フランジ、12…極歯、13…溝、14…切欠き。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記フランジの内径方向に突出する複数の極歯を形成する工程と、
前記極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成する工程と、
前記折り曲げ補助加工部を起点として、前記極歯を前記フランジ中心軸方向に折り曲げる工程と、
鉄心片材料から前記フランジを外形抜きする工程と、
を含んで成ることを特徴とするクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法。 A method for manufacturing a stator core of a claw pole type motor that manufactures a stator core piece having an annular flange and pole teeth that are bent from the inner periphery of the flange and are perpendicular to the flange center axis. In
Forming a plurality of pole teeth protruding in the inner diameter direction of the flange;
Forming a bending assisting portion at the base end of the pole tooth;
A step of bending the pole teeth in the direction of the center axis of the flange starting from the bending assisting portion;
Removing the flange from the core piece material;
A method for manufacturing a stator core of a claw pole type motor, comprising:
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